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第1章 数控机床概述1

1.1机床数控技术的发展1

1.1.1数控技术的发展历史1

1.1.2数控机床加工的特点1

1.1.3数控机床的工作原理2

1.1.4国内外数控技术发展现状和趋势3

1.2数控机床的组成、分类及主要性能指标5

1.2.1数控机床的组成5

1.2.2数控机床的分类6

1.2.3数控机床的主要性能指标9

1.3数控机床坐标系和运动方向的规定11

1.3.1标准的坐标系和运动方向11

1.3.2绝对坐标系与增量（相对）坐标系13

1.3.3坐标系的原点14

思考题与习题15

第2章 数控机床的插补原理16

2.1概述16

2.1.1插补的基本概念16

2.1.2对插补器的基本要求和插补方法的分类16

2.2基准脉冲插补17

2.2.1逐点比较法17

2.2.2数字积分法24

2.3数据采样插补31

2.3.1概述31

2.3.2数据采样插补法的基本原理31

2.3.3数据采样法直线插补32

2.3.4数据采样法圆弧插补33

2.4 3坐标联动直线和螺旋线插补原理37

2.4.1 3坐标联动直线插补原理37

2.4.2螺旋线插补原理38

思考题与习题39

第3章 计算机数控系统41

3.1计算机数控系统概述41

3.1.1计算机数控系统的组成和作用41

3.1.2 CNC装置的工作过程42

3.1.3 CNC装置的功能42

3.2计算机数控系统的硬件44

3.2.1计算机数控系统硬件概述44

3.2.2数控装置硬件结构类型45

3.3计算机数控系统的软件51

3.3.1计算机数控系统的软件界面51

3.3.2 CNC系统软件的结构与特点52

3.4数控加工信息的输入及数据处理55

3.4.1数控加工信息的输入55

3.4.2数控加工信息的译码与诊断57

3.4.3其他预处理62

3.5刀具补偿65

3.5.1刀具位置补偿66

3.5.2刀具长度补偿66

3.5.3刀具半径补偿67

3.6误差补偿72

3.6.1误差补偿概述72

3.6.2齿隙补偿74

3.6.3螺距补偿74

3.7计算机数控系统的输入／输出与通信功能77

3.7.1计算机数控系统的输入／输出接口电路77

3.7.2数控系统常用串行通信接口标准78

3.7.3 DNC通信接口技术80

3.7.4数控系统网络通信接口80

3.8数控系统中的可编程序控制器81

3.8.1 PLC的组成与特点81

3.8.2 PLC的工作过程83

3.8.3 PLC在数控系统中的应用85

3.8.4典型PLC的指令系统简介87

3.8.5数控机床中PLC应用实例93

3.9典型数控系统简介95

3.9.1日本FANUC系列数控系统95

3.9.2 SIEMENS公司的SINUMERIK系列数控系统97

3.9.3华中数控系统99

思考题与习题100

第4章 位置检测装置102

4.1概述102

4.1.1对检测装置的要求102

4.1.2检测装置的分类102

4.2旋转变压器103

4.2.1旋转变压器的结构103

4.2.2旋转变压器的工作原理103

4.2.3旋转变压器的应用104

4.3感应同步器105

4.3.1感应同步器的结构和工作原理105

4.3.2感应同步器的工作方式106

4.3.3感应同步器的应用108

4.4脉冲编码器110

4.4.1光电脉冲编码器的结构与工作原理110

4.4.2光电式脉冲编码器的分类112

4.5光栅115

4.5.1光栅的结构116

4.5.2光栅的工作原理116

4.5.3光栅位移—数字变换电路118

4.6磁栅119

4.6.1磁栅的组成120

4.6.2磁尺的工作原理123

4.7激光在数控机床位置检测上的应用124

4.7.1多普勒效应124

4.7.2激光干涉法测距124

4.7.3双频激光干涉仪基本原理124

思考题与习题125

第5章 数控机床的伺服系统126

5.1概述126

5.1.1伺服系统的概念126

5.1.2伺服系统的组成和工作原理126

5.1.3对伺服系统的基本要求127

5.1.4伺服系统的分类127

5.2速度控制129

5.2.1进给运动的速度控制129

5.2.2主轴驱动的速度控制144

5.3位置控制147

5.3.1开环控制系统148

5.3.2相位比较伺服系统158

5.3.3幅值比较伺服系统162

5.3.4数字、脉冲比较伺服系统165

5.3.5全数字控制伺服系统的概述167

思考题与习题169

第6章 数控机床的典型机械结构171

6.1数控机床机械结构的组成和特点171

6.1.1数控机床机械结构的组成171

6.1.2数控机床机械结构的特点171

6.2数控机床的主传动系统及主轴组件173

6.2.1主轴传动方式173

6.2.2主轴轴承的类型174

6.2.3主轴轴承的配置形式175

6.2.4主轴组件176

6.2.5主轴准停装置176

6.2.6电主轴单元180

6.3进给传动系统及主要部件结构182

6.3.1数控机床对进给传动系统的要求182

6.3.2滚珠丝杠螺母结构183

6.3.3齿轮传动间隙消除装置结构186

6.4机床导轨190

6.4.1对导轨的基本要求190

6.4.2滑动导轨190

6.4.3滚动导轨191

6.4.4静压导轨193

6.5常用辅助装置194

6.5.1排屑装置194

6.5.2回转工作台196

6.5.3对刀仪199

思考题与习题202

第7章 常用数控机床203

7.1数控车床203

7.1.1数控车床的主要加工对象和分类203

7.1.2数控车床的组成205

7.1.3数控车床的布局205

7.1.4数控车床的机械结构208

7.2数控铣床218

7.2.1数控铣床的主要加工对象和分类218

7.2.2数控铣床的组成与布局221

7.2.3数控铣床的机械结构223

7.3加工中心227

7.3.1加工中心的主要加工对象和分类227

7.3.2加工中心的布局231

7.3.3加工中心的机械结构232

思考题与习题239

参考文献241